[实用新型]一种染料敏化太阳能电池的电极结构

说明书

技术领域

本实用新型属于能源器件领域，涉及一种电极结构，具体涉及一种染料敏化太阳能电 池的电极结构。

背景技术

发展可再生能源对国家的经济建设和能源安全有着重要意义，太阳能电池是一种最为 重要的可再生能源之一。染料敏化的太阳能电池(DSSC)与其它太阳能电池电池相比，制 造成本低、制造设备简单，因而迅速引起了人们的关注。为了提高染料敏化太阳电池的光 电转化效率，电池的半导体光阳极结构应该具有以下特点：比表面积高、孔隙结构连贯、 半导体粒子连接紧密等。

染料敏化的太阳能电池主要由光阳极、纳米多孔半导体薄膜、染料敏化剂、氧化还原 电解质、对电极和导电基底等几部分组成。现有的光阳极或者对电极通常是层叠的结构， 导致它们与染料的接触面积较小，使得最终的电池光电转化率较低。

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种染料敏化太阳能电池的电极 结构。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种染料敏化太阳能电池的电极结构， 它包括导电基板、形成在所述导电基板任一表面上的导电膜、设置于所述导电膜表面上的半 导体层以及沉积于所述半导体层表面的纳米复合层，所述半导体层由第一半导体单元和第二 半导体单元交替排列而成，所述第一半导体单元由纳米二氧化钛制成，所述第二半导体单元 由纳米二氧化硅制成；所述纳米复合层由第一纳米单元和第二纳米单元交替排列而成。

优化地，所述第一纳米单元为介孔碳块，所述第二纳米单元为介孔二氧化钌块。

优化地，所述第一半导体单元与所述第一纳米单元相对应，所述第二半导体单元与所述 第二纳米单元相对应。

优化地，所述第一半导体单元和所述第二半导体单元的宽度相互独立地为100～1000nm。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型染料敏 化太阳能电池的电极结构，通过将半导体层设置成由第一半导体单元和第二半导体单元交替 排列而成，将纳米复合层设置成由第一纳米单元和第二纳米单元交替排列而成，这样能够增 加其对染料的吸附，实现对波长较长的可见光的吸收，从而提高对太阳光的利用率。

附图说明

附图1为本实用新型染料敏化太阳能电池的电极结构示意图；

其中，1、导电基板；2、导电膜；3、半导体层；31、第一半导体单元；32、第二半导 体单元；4、纳米复合层；41、第一纳米单元；42、第二纳米单元。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示的染料敏化太阳能电池的电极结构，主要包括导电基板1、导电膜2、半导 体层3和纳米复合层4。

其中，导电基板1具有上、下两个表面；

导电膜2形成在导电基板1的上表面或下表面上，可以通过化学沉积或者电沉积的方式 进行制作；半导体层3设置于导电膜2表面(该表面与导电基板1相背)上，它由第一半导 体单元31和第二半导体单元32交替排列而成，第一半导体单元31由纳米二氧化钛制成，第 二半导体单元32由纳米二氧化硅制成；纳米复合层4沉积于半导体层3的表面，由第一纳米 单元41和第二纳米单元42交替排列而成，这样能够增加其对染料的吸附，实现对波长较长 的可见光的吸收，从而提高对太阳光的利用率。

在本实施例中，第一纳米单元41为介孔碳块，第二纳米单元42为介孔二氧化钌块，从 而提高电极的比表面积。第一半导体单元31与第一纳米单元41相对应，第二半导体单元32 与所述第二纳米单元42相对应，以优化电极的性能。第一半导体单元31和第二半导体单元 32的宽度相互独立地为100～1000nm，第一纳米单元41和第二纳米单元42以为对应的尺寸。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士 能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本 实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。